力控在發(fā)電廠SIS系統(tǒng)中的應用

　一、前言
　　隨著計算機技術、網絡技術和數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展，在企業(yè)激烈競爭的條件下，要實現(xiàn)企業(yè)利益、員工利益和社會利益最大化，那么改造或拋棄傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)模式、設計新的高速高效和穩(wěn)定的控制系統(tǒng)結構已成為必然趨勢，或在原有系統(tǒng)中增加新的控制功能、新的控制方式及其它信息化渠道也已成當務之急。一言以蔽之，企業(yè)自動化及信息化建設是緊迫的,同時也是發(fā)展的必然趨勢。
　　縱觀計算機技術的發(fā)展歷程，從20世紀50年代至今，從以計算機技術為基礎的各種企業(yè)信息技術應用系統(tǒng)到今天的企業(yè)技術信息系統(tǒng)、制造自動化系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)、生產數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、計算機監(jiān)測及控制系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)、質量信息系統(tǒng)、管理信息化系統(tǒng)，企業(yè)資源計劃以及利用內、外聯(lián)網的客戶關系管理（CRM）、供應鏈管理（SCM）等等。從這個發(fā)展趨勢來看，也就決定了企業(yè)自動化和信息化系統(tǒng)建設的必然性。生產數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是實現(xiàn)企業(yè)自動化和信息化建設的一部分，是建設中的關鍵，電廠SIS除了要有可靠的后臺實時數(shù)據(jù)庫外，保證數(shù)據(jù)的大批量處理，而且要有完備的容錯機制，網絡模型同時支持C/S和B/S方式。
　　
　　二、系統(tǒng)描述及結構
　　SIS系統(tǒng)，主要獲取工業(yè)現(xiàn)場各生產設備的數(shù)據(jù)并存儲，繪制分析曲線和制作生產報表。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是綜合了設備接口技術、數(shù)據(jù)傳輸技術、數(shù)據(jù)處理技術、數(shù)據(jù)庫技術、網絡通訊技術和信息管理技術等的成果，是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)建立的堅實的理論基礎。
　　系統(tǒng)的組成主要包括：采集系統(tǒng)、上位機監(jiān)控系統(tǒng)、下位機系統(tǒng)和系統(tǒng)通訊網絡，下面分別做詳細介紹。
　　（1）上位機系統(tǒng)：上位機主機采用工業(yè)PC機，根據(jù)需要可以配備打印機和大屏幕監(jiān)視器，數(shù)據(jù)庫服務器及WEB服務器，根據(jù)系統(tǒng)需要還可以配置專門的采集站、操作員站、管理員站即將采集、操作和管理分離開來。上位機系統(tǒng)軟件安裝的主要是監(jiān)控軟件，它的主要功能是通過通信網絡實現(xiàn)上位機與下位機間的數(shù)據(jù)傳輸，以及將下位機實時采集的數(shù)據(jù)進行各種處理，包括存入數(shù)據(jù)庫、進行流圖顯示、歷史趨勢圖和棒形圖還有數(shù)據(jù)表的顯示及各種要求的報表打印輸出，用戶還可以查看實時數(shù)據(jù)、查詢歷史數(shù)據(jù)、下發(fā)控制操作命令、查看及查詢報警信息。通常上位機系統(tǒng)中含有系統(tǒng)管理員站、操作員站和工程師站等多種方式，某些要求比較高的系統(tǒng)常采用雙網絡系統(tǒng)、冗余系統(tǒng)和雙機備用系統(tǒng)。
　　（2）下位機系統(tǒng)：下位機指現(xiàn)場測控智能裝置如DCS、PLC的功能，也可以是專用的RTU、智能儀表和智能控制器等。下位監(jiān)控系統(tǒng)建設形成了不少模式，如DCS、PC+PLC模式，PC+單片機模式，全部進口的PC+RTU模式及混合模式等。下位機系統(tǒng)也包含了先進而復雜的通訊技術、數(shù)據(jù)處理技術，同時包含了多種不同的性能指標和標準。
　　（3）系統(tǒng)通訊網絡主要有無線通訊、有線通訊、載波通訊和光纖通訊。
　　a.無線通訊：如微波、擴頻通訊、衛(wèi)星通訊、銥星通訊、超短波通訊、短波通訊、GSM、CDMA、雙向無線尋呼等。
　　b.有線通訊：如公共數(shù)據(jù)網的PSDNISDN和BISDN，和采用雙絞線作為介質的自建有線網。
　　c.光纖通訊：光纖通信以其高帶寬，高抗干擾性在信息通訊中得到廣泛應用。在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中也已具備了應用條件。
　　多數(shù)系統(tǒng)可采用如下結構設計：
　　
系統(tǒng)結構圖
　　（4）采集系統(tǒng)
　　采集系統(tǒng)分為服務器和客戶端，服務器可采用RTDB來進行采集，主要功能有：工業(yè)現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)歷史保存，報警數(shù)據(jù)的存儲，客戶端主要完成實時數(shù)據(jù)顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢、報表查詢、報警信息查詢、報警處理、故障排除、曲線和棒圖繪制。電廠采集系統(tǒng)的可以與企業(yè)的MES等系統(tǒng)連接。如下圖：
　　

　　系統(tǒng)服務器軟件可采用力控實時數(shù)據(jù)庫作為內核，客戶端可采用力控組態(tài)軟件做為人機界面，根據(jù)電廠的實際需要，軟件主要功能詳細描述如下：
　　采集站：力控具備完備的數(shù)據(jù)通訊接口，支持各種廠家的接口：
　　支持霍尼維爾、橫河、福克斯波羅、費希爾等廠家的DCS通訊。
　　AB、GE、Omron、Modicon、Siemens、松下、三菱等廠家生產的PLC；
　　導電、上潤、神港、理化、上潤、虹潤等廠家生產的調節(jié)器以及其它流行的智能儀表、智能終端；
　　研華、研祥、中泰、康拓等廠家生產的板卡及相關的智能模塊；
　　不同廠家的變頻器如SIEMENS、三菱、富士等；
　　各種不同的UPS設備、空調設備等；
　　支持PROFIBUS、 Can、LonWorks、MODBUS、Opto22等標準的現(xiàn)場總線；
　　另外，也可以按照用戶提出的通信協(xié)議和硬件接口，在較短時間內開發(fā)新的驅動程序。
　　（5）客戶端：
　　可視化易操作的用戶界面以及美觀的圖形化系統(tǒng)設計，易操作、易管理的HMI界面，主要完成數(shù)據(jù)瀏覽和其他運行畫面的切換，可以用IE瀏覽器直接進行瀏覽，是完整的“瘦”客戶端方式。電廠典型監(jiān)控畫面見下：
　　水處理：
　　

　　汽輪機：

　　發(fā)電網絡：

　　（6）完善的用戶管理和方便實用的安全性設置

　　用戶可以建立不同級別多個用戶，級別和用戶名分別對應于系統(tǒng)中的變量，利用這兩個變量的值可以自由設置操作權限。

　　（7）實時和歷史趨勢曲線顯示

　　可以形象地反映當前時間段中各變量的變化趨勢，及同畫面下不同變量的趨勢比較。

　　（8）系統(tǒng)數(shù)據(jù)棒圖描述

　　更好地更形象地描述實時數(shù)據(jù)的大小，同類數(shù)據(jù)之間可以進行比較，以及判斷當前數(shù)據(jù)是否越限。

　　（9）系統(tǒng)數(shù)據(jù)報表處理、查詢

　　可以歸類地將同類型或有某種關系的變量形成一張報表，可以很方便地瀏覽實時數(shù)據(jù)的變化和比較不同變量數(shù)據(jù)的大小，以及歷史數(shù)據(jù)的查詢。

　　（10）數(shù)據(jù)庫定時、定量存儲

　　根據(jù)需要和企業(yè)或行業(yè)標準實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的分析、處理及存儲，方便以后查詢，為以后查詢分析提供依據(jù)。

　　三、系統(tǒng)開放性：

　　力控軟件為開放式體系結構，全面支持DDE、OPC、ODBC/SQL、ActiveX、DNA標準。
　　以OLE、COM/DCOM、動態(tài)鏈接庫等多種形式提供外部訪問接口，便于用戶利用各種常用開發(fā)工具（如：VC++、VB等）進行深層的二次開發(fā)。

　　力控軟件提供了很多與外部應用程序的控件和接口，其中有數(shù)據(jù)庫接口、運行畫面接口和外部關系型數(shù)據(jù)庫接口。系統(tǒng)提供豐富的與關系型數(shù)據(jù)庫通訊的函數(shù)和多種組件，例如ODBC GATE、歷史轉儲和事件記錄等。

　　力控完全支持DDE和OPC的客戶和服務器方式，采集站采用客戶端的方式，力控中不需要另外安裝其他的組件和驅動程序。

　　四、系統(tǒng)選型：

　　完成一個電廠數(shù)據(jù)采集需要完成的幾個部分：

　　1、采集站：

　　根據(jù)需要可以采用工業(yè)以太網、現(xiàn)場總線等直接采集控制站的數(shù)據(jù)，也可以通過DDE、OPC采集操作站的數(shù)據(jù)

　　2、服務器：

　　力控軟件是以實時數(shù)據(jù)庫為內核的，可以采用力控軟件為服務器

　　3、標準客戶端：

　　標準客戶端采集服務器的歷史數(shù)據(jù)，可作為調度等部門使用

　　4、IE“瘦”客戶端

　　直接瀏覽服務器的數(shù)據(jù)，客戶端不需要裝任何軟件，適合廠長、辦公室來使用

　　5、關系數(shù)據(jù)庫接口

　　可以和MIS、MES等系統(tǒng)連接的組件

　　6、遠程網絡服務組件

　　適合通過GPRS、電臺、MODEM等方式進行遠程數(shù)據(jù)傳輸

　　7、電廠監(jiān)控畫面定制

　　根據(jù)現(xiàn)場的需要進行畫面的定制